aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт10.30758/0555-2648-2024-70-1-71-86aari-594Research ArticleГЛЯЦИОЛОГИЯ И КРИОЛОГИЯGLACIOLOGY AND CRYOLOGY OF THE EARTHАйсберговая опасность в морях Арктической зоны Российской Федерации в условиях современных климатических измененийIceberg danger in the seas of the Russian Federation Arctic Zone under modern climate change conditionshttps://orcid.org/0009-0005-9736-1930БычковаИ. А.BychkovaI. A.

Санкт-Петербург

Irina A. Bychkova

St. Petersburg

bychkova@aari.ruhttps://orcid.org/0009-0004-0732-3467СмирновВ. Г.SmirnovV. G.

Санкт-Петербург

Vladimir G. Smirnov

St. Petersburg

МихальцеваС. В.MikhaltsevaS. V.

Санкт-Петербург

Svetlana V. Mikhaltseva

St. Petersburg

https://orcid.org/0009-0000-2628-6543ПлатоноваЕ. В.PlatonovaE. V.

Санкт-Петербург

Eugenia V. Platonova

St. Petersburg

ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институтРоссияState Scientific Center of the Russian Federation Arctic and Antarctic Research InstituteRussian Federation2024310320247017186Copyright © Бычкова И.А., Смирнов В.Г., Михальцева С.В., Платонова Е.В., 20242024Бычкова И.А., Смирнов В.Г., Михальцева С.В., Платонова Е.В.Bychkova I.A., Smirnov V.G., Mikhaltseva S.V., Platonova E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.aaresearch.science/jour/article/view/594

Исследованы особенности айсбергообразования у основных архипелагов Российской Арктики — Земли Франца-Иосифа, Северной Земли и Новой Земли — за последнее десятилетие, отличавшееся высокой климатической изменчивостью. Для мониторинга айсбергов использованы некоммерческие спутниковые изображения видимого спектрального диапазона спутников Landsat-7, 8 и Sentinel-2, а также радиолокационные снимки Sentinel-1. Показана связь интенсивности айсбергообразования, включая количество айсбергов, ежегодно откалывающихся от выводных ледников, с аномалиями температуры приповерхностного воздуха в Арктике. Максимальная айсберговая активность ледников наблюдалась в рекордно теплом для Арктики 2020 г., размер наибольшего образовавшегося айсберга в этом году составил 5 км.

The aim of the research was to study the relationship between the intensity of iceberg formation in the Russian Arctic including the number of icebergs calving annually from outlet glaciers and surface air temperature anomalies. The research was carried out on the basis of satellite monitoring using non-commercial, freely distributed satellite information from optical-electronic satellites Landsat-8 (spatial resolution 15 m) and Sentinel-2 (spatial resolution 10 m) and the radar satellite Sentinel-1 (pixel size 20×40 m). To achieve the aim, an iceberg detection technique was used based on statistical criteria for searching for gradient zones in the analysis of two-dimensional fields of satellite images. Based on the analysis of satellite data of the visible spectral range of the Landsat-8 and Sentinel-2 satellites and Sentinel-1 radar data the maximum spatial dimensions of icebergs formed by the outlet glaciers of Severnaya Zemlya, Franz Josef Land (ZFI) and Novaya Zemlya in 2012–2022 were estimated. Satellite monitoring of the Severnaya Zemlya region was carried out using visible range images in the spring season (March–May), characterized by the best observation conditions in terms of cloudiness, natural light, and monitoring of icebergs most of which are located in fast ice at this time. Monitoring of the ZFI area was carried out using radar data in the period August-September, corresponding to the minimal ice cover conditions. Satellite monitoring of the Novaya Zemlya region was carried out using visible images in the summer season. In total, about 500 satellite images were analyzed. The discusses the dependence of the intensity of the iceberg formation process on the ice shelf and outlet glaciers with a floating edge on the surface air temperature and the maximum thickness of fast ice. It is shown that the abnormally warm weather that set in 2020 during the period of ice melting led to a sharp intensification of the process of glacier melting in the Russian Arctic and the formation of almost 8,000 icebergs near Severnaya Zemlya, more than 6,600 icebergs near ZFI and over 1,000 icebergs near the western coast of Novaya Zemlya. For all the areas of the Russian Arctic studied in the period 2012–2022 an increase was noted in the maximum observed sizes of icebergs calving from glaciers. The largest iceberg, whose length was 5 km, broke off in 2020 from the Matusevich ice shelf.

айсбергиАрктикавидимый диапазонизменения климаталедникиспутниковый мониторингспутниковый радиолокаторArcticglaciersicebergssatellite monitoringvisible spectral rangesatellite radarclimate changeИсследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 23-27-00122).The work under this project is supported by the Russian Science Foundation through the Project № 23-27-00122.ReferencesШапошников В.М., Александров А.В., Матанцев Р.А., Ивановская О.Д. Анализ айсберговой опасности на Северном морском пути на примере газовозов. Арктика: экология и экономика. 2017;(2):76–81. https://doi.org/10.25283/2223-4594-2017-2-76-81Shaposhnikov V.M., Aleksandrov A.V., Matantsev R.A., Ivanovskaya O.D. Iceberg risk analysis for the Northern sea route: LNG carrier study case. Arctic: ecology and economy. 2017;(2):76–81. (In Russ.). https://doi.org/10.25283/2223-4594-2017-2-76-81Фильчук К.В., Коробов В.Б., Юлин А.В., Шевелева Т.В. Влияние наблюдаемых изменений климатических условий на хозяйственную деятельность в морях Российской Арктики. Российская Арктика. 2022;(17):21–33. https://doi.org/10.24412/2658-4255-2022-2-21-33Filchuk K.V., Korobov V.B., Yulin A.V., Sheveleva N.V. Influence of climate changes on navigation and development of the continental shelf in the Russian Arctic seas. Russian Arctic. 2022;(17):21–33. (In Russ.). https://doi.org/10.24412/2658-4255-2022-2-21-33Павлова Е.А., Алексеева Т.А., Миронов Е.У., Смоляницкий В.М. Особенности распределения айсбергов по данным судовых наблюдений в Карском море в 2004–2019 гг. Российская Арктика. 2020;(10):30–36. https://doi.org/10.24411/2658-4255-2020-12103Pavlova E.A., Alekseeva T.A., Mironov E.U., Smolyanitsky V.M. Specific features of iceberg distribution according to shipborne observations in the Kara Sea in 2004-2019. Russian Arctic. 2020;(10):30–36. (In Russ.). https://doi.org/10.24411/2658-4255-2020-12103Abramov V. Atlas of Arctic icebergs: the Greenland, Barents, Kara, Laptev, East-Siberian and Chukchi seas and the Arctic basin. NJ, USA: Backbone Publishing company; 1996. 70 p.Abramov V. Atlas of Arctic icebergs: the Greenland, Barents, Kara, Laptev, East-Siberian and Chukchi seas and the Arctic basin. NJ, USA: Backbone Publishing company; 1996. 70 p.MAIRES. Monitoring Arctic Land and Sea Ice using Russian and European Satellites. Seventh Framework Programme FP7-SPACE-2010-1. EU-Russia Cooperation in GMES (SICA). Grant agreement no. 263165. D5.1: Iceberg map from satellite data. 2014. 18 p.MAIRES. Monitoring Arctic Land and Sea Ice using Russian and European Satellites. Seventh Framework Programme FP7-SPACE-2010-1. EU-Russia Cooperation in GMES (SICA). Grant agreement no. 263165. D5.1: Iceberg map from satellite data. 2014. 18 p.Кучейко А.А., Иванов А.Ю., Давыдов А.А., Антонюк А.Ю. Дрейф и распределение айсбергов в проливе Бориса Вилькицкого по данным детальных радиолокационных и оптических спутниковых изображений. Исследование Земли из космоса. 2015;(5):73–83. https://doi.org/10.7868/S0205961415040065Kucheiko A.A., Ivanov A.Yu., Davydov A.A., Antonyuk A.Yu. Drift and distribution of icebergs in the Vilkitsky Strait studied by detailed satellite radar and optical images. Izv. Atmos. Ocean. Phys. 2016;52:1031–1040. https://doi.org/10.1134/S0001433816090164Бычкова И.А., Смирнов В.Г. Использование спутниковой информации для обнаружения айсбергов и оценки айсберговой угрозы. Лед и снег. 2018;58(4):537–551. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2018-4-537-551Bychkova I.A., Smirnov V.G. Use of satellite data for detecting icebergs and evaluating the iceberg threats. Ice and Snow. 2018;58(4): 537–551. (In Russ.). https://doi.org/10.15356/2076-6734-2018-4-537-551WMO Sea-ice nomenclature. WMO. No. 259, Vol. 1 — Terminology and Codes. Edition 1970– 2019.WMO Sea-ice nomenclature. WMO. No. 259, Vol. 1 — Terminology and Codes. Edition 1970– 2019.Жичкин А.П. Ледовые условия в районе архипелага Земля Франца-Иосифа. Труды Кольского научного центра РАН. 2014;(4): 82–89.Zhichkin A.P. Ice conditions in the Franz Josef Land archipelago. Proc. of Kola Science Center RAS. 2014;(4): 82–89. (In Russ.)Бузин И.В., Глазовский А.Ф., Гудошников Ю.П., Данилов А.И., Дмитриев Н.Е., Зубакин Г.К., Кубышкин Н.В., Наумов А.К., Нестеров А.В., Скутин А.А., Скутина Е.А., Шибакин С.И. Айсберги и ледники Баренцева моря: Исследования последних лет. Ч. 1. Основные продуцирующие ледники, распространение и морфометрические особенности айсбергов. Проблемы Арктики и Антарктики. 2008;78(1): 66–79.Buzin I.V., Glazovsky A.F., Gudoshnikov Yu.P., Danilov A.I., Dmitriev N.E., Zubakin G.K., Kubyshkin N.V., Naumov A.K., Nesterov A.V., Skutin A.A., Skutina E.A., Shibakin S.I. Icebergs and glaciers of the Barents Sea. Results of the most recent research. Part 1. Main producing glaciers, their propagation and morphometric properties. Problemy Arktiki i Antarktiki = Problems of Arctic and Antarctic. 2008;78(1):66–79. (In Russ.)Большиянов Д.Ю., Соколов В.Т., Ёжиков И.С., Булатов Р.К., Рачкова А.Н., Федоров Г.Б., Парамзин А.С. Условия питания и изменчивость ледников архипелага Северная Земля по результатам наблюдений 2014–2015 гг. Лед и снег. 2016;56(3):358–368. https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-3-358-368Bolshiyanov D.Y., Sokolov V.T., Yozhikov I.S., Bulatov R.K., Rachkova A.N., Fedorov G.B., Paramzin A.S. Conditions of the alimentation and the variability of glaciers of the Severnaya Zemlya Archipelago from observations of 2014–2015. Ice and Snow. 2016;56(3):358–368. (In Russ.). https://doi.org/10.15356/2076-6734-2016-3-358-368Алексеев Г.В., Александров Е.И., Иванов Н.Е. Особенности климата Арктики в 2020 году. Российские полярные исследования. 2021;(1): 11–14.Алексеев Г.В., Александров Е.И., Иванов Н.Е. Особенности климата Арктики в 2020 году. Российские полярные исследования. 2021;(1): 11–14.Алексеев Г.В., Иванов Н.Е., Вязилова А.Е., Радионов В.Ф., Смоляницкий В.М. Мониторинг климата Арктики в 2022 году. Российские полярные исследования. 2023;(1): 10–12.Алексеев Г.В., Иванов Н.Е., Вязилова А.Е., Радионов В.Ф., Смоляницкий В.М. Мониторинг климата Арктики в 2022 году. Российские полярные исследования. 2023;(1): 10–12.Бычкова И.А., Смирнов В.Г. Сравнительный анализ выводных ледников Северной Земли как источников формирования айсбергов, по спутниковым данным 2014–2019 гг. Лед и снег. 2021;61(1):14–25. https://doi.org/10.31857/S2076673421010068Bychkova I.A., Smirnov V.G. Estimation of the volume of icebergs calved from the outlet glaciers of the Severnaya Zemlya archipelago for 2014–2019. Ice and Snow. 2021;61(1):14–25. (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S2076673421010068

The authors declare that there are no conflicts of interest present.